|
不同对基因间的相互作用 高中生物教材中讲述的基因的自由组合现象是分别位于两对同源染色体上的基因控制两对相对性状遗传的现象。这种类型的题目大家都很熟悉，就不再赘述，如：如：北京卷４、福建卷27、四川卷31等。而在生物界中还存在着一些其他情况，如位于非同源染色体上的非等位基因之间相互作用，控制生物同一性状的表现，主要有以下几种情况： 2．1 基因互作：不同对的基因相互作用，出现了新的表现型，这种现象叫做基因互作。F2表现型的比例仍然是9∶3∶3∶1，但它与孟德尔的两对性状自由组合所产生的9∶3∶3∶1的性状组合比是完全不同的。如： 鸡冠的形状很多，除我们常见的单冠外，还有玫瑰冠、豌豆冠和胡桃冠等。其形状是由两对等位基因（P和p、B和b）控制，两对基因按自由组合定律遗传，如下表：
如果把纯种豌豆冠的鸡跟纯种玫瑰冠的鸡交配，F1代的鸡冠是胡桃冠，它不像任何一个亲本，而是一种新的类型；F1代个体间相互交配，得到F2代，它们的鸡冠有胡桃冠、豌豆冠、玫瑰冠和单冠，大体上接近9∶3∶3∶1，其中胡桃冠和单冠是新出现的两种类型。 在这个例子中可以认为胡桃冠的形成是由于P与R的互作，单冠是由于p与r互作的结果。 2．2 互补作用：两对独立遗传的基因都是显性状态时共同决定一种性状的发育；当只有一对基因是显性，或两对基因都是隐性时，则表现为另一种性状，这种现象F2代出现两种表现型，比值为9∶7。发生互补作用的基因称为互补基因。如： 香豌豆中，只有当C、R共同存在时才开红花，否则都开白花。白花品种A（CCrr）与白花品种B（ccRR）杂交，F1代（CcRr）全是红花，F2代红花：白花是9（C_R_）∶7（3C_rr、 3ccR_、1ccrr）。这里的C、R即为互补基因。 2．3 累加作用：两种显性基因单独存在时能表现相同的性状，两种显性基因同时存在时产生一种新性状，两种基因均为隐性时又表现为另一种性状，F2代表现型有3种，比值为9∶6∶1。如： 安徽卷 A、aaBB和Aabb 【答案】C 【解析】本题考查是有关基因自由组合定律中的非等位基因间的相互作用，两对等位基因控制一对相对性状的遗传，由两圆形的南瓜杂交后代全为扁盘形可知，两亲本均为纯合子，而从F1自交，F2的表现型及比例接近9∶6∶1看出，F1必为双杂合子。所以本题是考查基因间的累加作用：两种显性基因同时存在时产生一种性状，单独存在时能分别表示相似的性状，两种基因均为隐性时又表现为另一种性状，F2代表现型有3种，比值为9∶6∶1。所以两圆形的亲本基因型为选项C。 此种类型的还有 全国卷1（大纲卷）33 2．4 抑制作用：在两对独立基因中，其中一对并不控制性状的表现，但当它处于显性纯合或杂合状态时，对另一对基因的表达有抑制作用。这种基因称之为抑制基因。该种情况下F2代表现型有2种，比例为13∶3。如： 家蚕有结黄茧的，有结白茧的。黄茧基因是Y，白茧基因是y。抑制黄色出现的基因（I）对黄色出现的基因（i）是显性。把结黄茧的家蚕品种（iiYY）跟结白茧的欧洲品种（IIyy）交配，F1代（IiYy）全是结白茧的，把子一代结白茧的家蚕相互杂交，F2代结白茧的与结黄茧的比率是13（9I_Y_、3I_yy、1iiyy）∶3（iiY_）。 2．5 上位作用：某对等位基因的表现，受到另一对非等位基因的影响，随着后者的不同而不同，这种现象叫做上位效应。 2．5．1 隐性上位作用：一对基因中的隐性基因可遮盖另一对非等位基因的表现，这种现象叫做隐性上位作用。F2代表现型有3种，比例为9∶3∶4。如： 新课标 湖南卷 32．某种自花受粉植物的花色分为白色、红色和紫色。现有4个纯合品种：l个紫色(紫)、1个红色(红)、2个白色(白甲和白乙)。用这4个品种做杂交实验，结果如下： 实验1：紫×红，Fl表现为紫，F2表现为3紫：1红； 实验2：红×白甲，Fl表现为紫，F2表现为9紫：3红：4白； 实验3：白甲×白乙，Fl表现为白，F2表现为白； 实验4：白乙×紫，Fl表现为紫，F2表现为9紫：3红：4白。 综合上述实验结果，请回答： (1)上述花色遗传所遵循的遗传定律是 (2)写出实验1(紫×红)的遗传图解(若花色由一对等位基因控制，用A、a表示，若由两对等位基因控制，用A、a和B、b表示，以此类推)。遗传图解为 (3)为了验证花色遗传的特点，可将实验2(红×白甲)得到的F2植株自交，单株收获F2中紫花植株所结的种子，每株的所有种子单独种植在一起可得到一个株系，观察多个这样的株系，则理论上，在所有株系中有4/9的株系F3花色的表现型及其数量比为 【答案】（1）自由组合定律； （2） 或 （3）9紫:3红:4白 【解析】（1）纯合品种有四种，因此这是两对相对基因控制的性状，因此应该遵循基因的自由组合定律。(2)实验1的F2表现为3紫：1红，说明是一对基因自交造成的，另一对基因是纯合，但是哪一对基因是隐性上位不知道，所以有两种情况；(3) 在实验2中，F2表现为9紫：3红：4白，其基因型为9紫（9A_B_）:3红（3A_bb）:4白（3aaB_、1aabb）或9紫（9A_B_）:3红（3aaB_）:4白（3 A_bb、1aabb）；不管哪一种，其中的紫花都是A_B_，F3的情况和F2一样，9紫（1AABB、4AaBb、2AaBB、2AABb）, 其中的4/9的基因型和F2一样，后代的比例仍然为：9紫:3红:4白。 2．5．2显性上位作用：一对基因中的显性基因可遮盖另一对非等位基因的表现，这种现象叫做显性上位作用。F2代表现型也是3种，比例为12∶3∶1。如： 燕麦的外颖颜色受两对基因控制，B和b分别控制黑颖和非黑颖，Y和y分别控制黄颖和白颖。只要有一个显性基因B存在，植株就表现黑颖（黑色素颜色很深，即有黑色素存在，有没有黄色素区别不出），如果没有显性基因B的存在，有显性基因Y存在时，表现为黄颖，没有Y存在时，表现为白颖。纯合的黑颖品系（BByy）和黄颖品系（bbYY）杂交，子一代全是黑颖（BbYy），子二代的分离比是黑颖∶黄颖∶白颖＝12（9B_Y_ 、3B_yy）∶3（bbY_）∶1（bbyy）。 显性上位与抑制基因的区别： 抑制基因本身不能决定性状，F2只有2种类型；显性上位基因除遮盖其它基因的表型外，本身还能决定性状，F2有3种类型。 2．6 重叠作用：指两对或两对以上的显性基因对表型能产生相同的作用，只要有其中任何一个显性基因存在，这个性状就能表现出来。当两对基因都为隐性纯合时表现另一新性状，这种互作方式称重叠作用。这些具有相同效应的非等位基因称为重叠基因。F2表现型产生15∶1的比例。如： 在小麦皮色遗传中，纯种红皮（R1R1R2R2）与纯种白皮（r1r1r2r2）杂交，子一代全部为红皮（R1 r1 R2r2），因基因的重叠作用，F2中R1_R2_、R1_r2r2与r1r1R2_表现为红皮，r1r1r2r2表现为白皮，两者之比为15（9R1_R2_、3R1_r2r2、3r1r1R2_）∶1（r1r1r2r2）。 以上各种情况实际上是9：3：3：1基本比例的演变，不同分离比是由基因间相互作用的结果。所以，上述各种现象只是表现型的比例有所改变，而基因型的比例仍然和独立分配是一致的，这是孟德尔遗传比例的深化和发展，体现了高考的能力立意。 3 数量遗传 前面所讲的性状差异，都是明显的不连续差异。这类性状在表面上都显示质的差别，所以叫做质量性状。除质量性状外，还广泛地存在着另一类性状差异，这些性状的变异呈连续状态，界限不清楚，不易分类，这类性状叫做数量性状。动植物的许多重要经济性状往往都是数量性状，如作物的产量、成熟期，奶牛的泌乳量，棉花的纤维长度、细度等等，都属于数量性状。 每一个数量性状是由许多对基因共同作用的结果，其中每一个基因的单独作用较小，与环境影响所造成的表型差异差不多大小，因此，各种基因型所表现的表型差异就成为连续的数量了。 上海卷 31．控制植物果实重量的三对等位基因A/a、B/b、C/c，对果实重量的作用相等，分别位于三对同源染色体上。已知基因型为aabbcc的果买重120克，AABBCC的果实重210克。现有果树甲和乙杂交，甲的基因型为AAbbcc，F1的果实重135-165克。则乙的基因型是 A. aaBBcc 【答案】D 【解析】因为A、B、C的作用相等而且相加，所以表现型决定于基因型中显性基因（大写字母）的数目，对应果实的重量，可分7类： （1）没有一个大写字母（aabbcc）；120克 （2）一个大写字母（Aabbcc、aaBbcc、aabbCc）；135克 （3）两个大写字母（AAbbcc、aaBBcc、aabbCC、AaBbcc、AabbCc、aaBbCc）；150克 （4）三个大写字母（AABbcc、AAbbCc、AaBBcc、aaBBCc、AabbCC、aaBbCC）；165克 （5）四个大写字母（AABBcc、AAbbCC）；180克 （6）五个大写字母（AABBCc、AABbCC、AaBBCC）；195克 （7）六个大写字母（AABBCC）；210克 F1的果实重135-165克，F1的基因型应该有一个、两个、三个显性基因，因为甲的基因型为AAbbcc，甲的后代中至少有一个显性基因A，所以乙的基因型只能是aaBbCc。 等位基因间的相互作用 显性的表现，是等位基因在环境条件的影响下,相互作用的结果，等位基因各自合成基因产物（一般是酶）控制着代谢过程，从而控制性状表现，由于等位基因的突变，使突变基因与野生型基因产生各种互作形式,因而有不同的显隐性关系。 1．1 完全显性：具有一对相对性状的两个纯合亲本杂交，F1的全部个体，都表现出显性性状，并且在表现程度上和显性亲本完全一样，这种显性表现叫做完全显性。在生物界中，遗传的完全显性现象是比较普遍的。 这种类型的题目大家都很熟悉，就不再赘述，如：江苏卷29、海南卷15、天津卷6等。 1．2 不完全显性：在生物性状的遗传中，如果F1的性状表现介于显性和隐性的亲本之间，这种显性表现叫做不完全显性。 机理：基因的作用不仅决定于产生什么样的酶或基因产物，而且还决定于它的数量----基因的剂量效应，一个基因只能发挥部分作用。 上海卷 11、一对灰翅昆虫交配产生的91只后代中，有黑翅22只，灰翅45只，白翅24只。若黑翅与灰翅昆虫交配，则后代中黑翅的比例最有可能是 A. 33％ 【答案】B 【解析】本题考查了基因的分离定律及考生的分析问题能力。从题意可知，一对灰翅昆虫交配产生的后代中出现了三种表现型，比例约为：1：2：1，这正好是杂合子自交后代三种基因型的比例，说明黑翅和白翅都是纯合子，而灰翅杂合子，若黑翅与灰翅昆虫交配，就是测交类型，比例为1：1，所以B项正确。 1．3 镶嵌显性：双亲的性状在后代的同一个体不同部位表现出来，形成镶嵌图式，这种显性现象称为镶嵌显性。 例：异色瓢虫的鞘翅色斑的遗传 黑缘型（ SAuSAu）×均色型（SESE）→SAuSE（前缘后缘均黑） 机理：亲本基因可在个体的各自不同的部位表现显性，即杂合体中的SAu基因的显性作用，在鞘翅前缘得到表现，而SE基因的显性作用，在鞘翅的后缘得到表现。 1．4 并显性：也叫共显性，在生物性状的遗传中，如果两个纯合亲本的性状同时在F1的个体上显现出来，这种显性表现叫做共显性。 例：MN血型LN、LM基因是决定抗原的基因。 机理：控制性状的一对基因各自产生互有差异的酶并分别发生作用的结果。 在不完全显性、镶嵌显性和共显性这三种遗传现象中，F2表现型的数量比与基因型的数量比是完全一致的，F2表现为父本类型：新类型：母本三种类型，且比例为1:2:1，因此，只要知道了生物个体在遗传中的表现型，就可以直接确定它们的基因型。 镶嵌显性和共显性是有不同的，共显性是在同一组织同一空间表现了双亲各自的特点，而镶嵌显性是在不同的部位分别表现了双亲的表现型，镶嵌在一起。 1．5 致死基因：致死基因是指某个基因的存在能使个体或配子致死，有以下几种情况： 1．5.1 据致死基因的显隐性可分为： 1.5.1.1隐性致死：指隐性基因纯合时，对个体有致死作用。如镰刀型细胞贫血症是隐性致死的，即纯合体HbSHbS是致死的。植物中常见的白化基因也是隐性致死的，因为不能形成叶绿素，最后植株死亡。 1.5.1.2 显性致死：基因的致死作用在杂合体中表现的。如人的神经胶症基因只要一份就可引起皮肤的畸形生长，严重的智力缺陷，多发性肿瘤，所以这对基因是杂合的个体在很年轻时就丧失生命。 1．5.2 据致死基因发生作用的不同发育阶段可分为： 1.5.2.1配子致死：指致死基因在配子时期发生作用，从而不能形成具有生活力的配子。 如：雌雄异株的高等植物剪秋罗有宽叶和窄叶两种类型，宽叶（B）对窄叶（b）呈显性，等位基因位于X染色体上，Y染色体上无此基因。窄叶基因（b）会使花粉致死，因此，对于基因型为XbY的雄性个体来说，只能产生含有Y染色体的雄配子。 1.5.2.2合子致死：指致死基因在胚胎时期或成体阶段发生作用，从而不能形成活的幼体或个体早夭的现象。如： 全国卷（大纲卷2） 4．已知某环境条件下某种动物的 AA和Aa个体全部存活，aa个体在出生前会全部死亡。现有该动物的一个大群体，只有 AA、Aa两种基因型，其比例为1：2。假设每对亲本只交配一次且成功受孕，均为单胎。在上述环境条件下，理论上该群体随机交配产生的第一代中AA和Aa的比例是（ ） A．1:1 【答案】A 【解析】本题考查了基因的分离定律及考生的分析问题能力。从题意可知，群体中只有 1/3AA、2/3Aa两种基因型，如果不考虑aa个体在出生前会全部死亡，随机交配的后代中AA、Aa、aa中的比例为：4:4:1，事实是aa个体在出生前会全部死亡，所以后代中AA、Aa比例为1：1，所以A项正确。 此种类型的还有 四川卷 31 、山东高考理综 27 1．6 复等位现象 复等位基因：在群体中,同源染色体的相同位点上,可以存在三个或三个以上的等位基因,遗传学上把这种等位基因称为复等位基因。 说明：在一个正常二倍体的细胞中，在同源染色体的相同位点上，只能存在一组复等位基因中的两个, 而且分离的原则也是一样的。像这样，一个基因存在很多等位形式，称为复等位现象。 江苏卷20．喷瓜有雄株、雌株和两性植株，G基因决定雄株，g基因决定两性植株， 基因决定雌株。G对g、 是显性，g对是显性，如：Gg是雄株，g 是两性植株， 是雌株。下列分析正确的是 【答案】D 【解析】本题考查了基因的分离定律及考生的分析问题能力。从题意可知，Gg、G 均为雄性，不能杂交，A项错误；两性为g 可产生两种配子，B项错误；两性植株g 可自交可产生雌株，C项错误；若两性植株群体内随机传粉，则纯合子比例会比杂合子高，D项正确。 |
|
|
